Uudne andmetalletustehnika pakub lahendust andmekeskuste energianäljale ({{commentsTotal}})

Autor: Kimel et al./Nature

Infoühikute – 1 ja 0 – töötlemisele kulutatakse umbes kaks protsenti maailmas toodetavast elektrist. Sellest märgatav osa kulub andmete kirjutamisel vabanevast soojusest vabanemiseks. Näitaja kahekordistub seejuures iga viie aastaga. Hollandi ja poola teadlased esitlevad nüüd süsteemi, mille abil eraldub bittide kirjutamisel soojust praegusest miljoneid kordi vähem.

''Näitasime, et meil võtab biti kirjutamine umbes 20 pikosekundit ehk see ületab tänapäeva tippseadmete jõudlust umbes viis korda. Kuid tähtsamana eraldub selle käigus viis miljonit korda vähem soojust. Vähemalt teoreetiliselt pole tegu veel piiriga,'' selgitas Hollandis asuva Radboudi ülikooli materjaliteadlane Alexey Kimel. Näiteks välkmälu puhul hajub ühte bitti kirjutades raudvarasse keskmiselt 10 nanodžauli (10-9) jagu energiat. Kimeli ja ta kaaslaste meetodi puhul oleks see kadu aga vaid paarkümmend attodžauli (10-18).

Eesti juurtega Kimel nentis, et inimeste kodu- ja sülearvutites ei hakka esitletud tehnikal põhinevaid seadmeid nägema mitte kunagi või vähemalt mitte nii pea. Bittide kirjutamiseks läheb tarvis femtosekundlaserit. Kiireimate keemiliste reaktsioonide toimumisajaga võrreldava pikkusega valgusimpulsside tekitamiseks kasutatav seade täidab pool tuba ja maksab umbes 100 000 eurot.

''Tänapäeval on aga arvutid seotud üha enam pilvega. Probleem andmete salvestamisel vabaneva soojusega tekib pigem seal. See on ka põhjus, miks ehitas näiteks Facebook oma moodsaima andmekeskuse Rootsi polaarjoone lähistele. Suurte andmekeskuste skaalal pole taoliste uudsete lahenduste kasutusse võtmine enam utoopiline,'' märkis materjaliteadlane. Samale viitas möödunud aastal ühele ruutsentimeetrile enam kui ühe terabaidi jagu infot mahutavate mäluseadet esitlenud Delfti ülikooli füüsik Sander Otte.

Uued väljakutsed
Viimase kümnendil on elektroonikatööstus tegelenud andmete talletamise kiirendamiseks kontseptsiooniga, kus eelsoojendatakse andmeühiku kirjutamiseks kasutatavat pinda laseriga. HRAM-i kasutatavad seadmed peaksid jõudma turule järgmisel aastal. Sealt edasi puudub aga selge nägemus, kuhu suunata pilk järgmisena. Kimeli ja ta kaaslaste lahendus pakub ühte võimalikku jätku.

Seade põhineb magnetismi uuringutes sageli kasutataval kristalli-sarnasel rauast ja ütriumist sõrestikul, kuhu on lisatud koobaltiioone. Need on aga valgusimpulside suhtes ülitundlikud. Optiline ergastatus võib muuta elektronide orbitaalset liikumist. See omakorda on seotud tugevalt nende magnetilise momendiga, mis mõjutavad omakorda terve piirkonna magnetisatsiooni. Vastavalt sellele, millises suunas kasutatav laserivalgus ise võngub, saab kirjutada ainesse ''1'' ja ''0'' ehk klassikalisi bitte.

Kimel nentis, et hetkel on bittide läbimõõt võrreldes tänapäeva kõvaketastega väga suur. ''Peame vähendama seda veel vähemalt kümme korda – 100 nanomeetrini, mis on valguse lainepikkusest palju väiksem. Valguse sedavõrd väikesele alalae koondamine pole kerge, kuid mitte võimatu,'' märkis materjaliteadlane. Töörühmal on selleks juba ka paar ideed.

Samuti lootis Kimel, et soojuskadu õnnestub veelgi vähendada. ''Kui magnetisatsiooni muutmisest rääkida termodünaamika kontekstis, siis on kahel asendil võrdne energia ja entroopia. Seega pole selge, miks peaks selle käigus üldse soojust eralduma. Tahame selle teooria proovile panna. Iseasi, kus reaalsus meile piirid paneb,'' muigas materjaliteadlane.

Kimel meenutas, et kuigi ringpolariseerunud valgust on uuritud üle maailma, tehti seda ka Tartu ülikoolis. Näiteks tegeles 1980. aastatel magnetvälju tekitavate ringpolariseerunud foononitega füüsik Karl Rebane.

Uurimus ilmus ajakirjas Nature.



Nutiseade diagnoosib sekunditega meeste viljatusprobleeme

Meeste spermakvaliteedi ja spermid arvukuse hindamine võib muutuda lähiaastatel oluliselt lihtsamaks. Uus nutitelefonil ja 3D-prinditaval liidesel põhinev seade tõestab, et kulukaid analüüse saab teha kodus 98 protsendini küündiva täpsusega.

Paastupäevik | kirjutab Allan: patuga pooleks paastudes

Novaatori paastueksperiment on jõudnud 22. päevani. Selles paastupäeviku sissekandes jagab katsealune Allan oma viimase kahe nädala paastukogemust, mis tema hinnangul on olnud äärmiselt valgustav ning kogemuste rohke.

Ka emased tihased laulavad

Talvise pööripäeva järel päevade pikenedes hakkavad linnud üha aktiivsemalt laulma. Kui mitte varem, siis hiljemalt jaanuari lõpu päikselistel päevadel võib rasva- ja sinitihaseid laulmas kuulda.